Vyhodnocení projektu - Zásady projektování výrobních buněk

2. VÝROBNÍ BUŇKY

2.2 Zásady projektování výrobních buněk

2.2.10 Vyhodnocení projektu

Závěrečnou etapou plánování výrobních buněk je etapa zhodnocení nastavené změny. Nově navržený koncept by měl být porovnán se stavem původním a vyčíslit tak dosažené přínosy, produktivitu nebo úspory výrobní plochy.

15 2.3 Vnitřní uspořádání výrobních buněk.

Každá výrobní buňka obsahuje specifické vlastnosti a požadavky pro vnitřní uspořádání, vizualizaci a nástroje ke správnému určení dané výrobní buňky

2.3.1 Uspořádání operací a tvar výrobní linky

V konceptu štíhlé výroby je preferovaný tvar do U-linky. Při tomto rozvržení výrobní linky lze získat několik výhod:

 nekřižují se činnosti operátorů a zásobování materiálem

 začátek a konec linky jsou u hlavní komunikace, pro snadný materiálový tok

 krátké vzdálenosti mezi operacemi (vzdálenost mezi první a poslední je minimalizovaná)

 žádné překážky v komunikaci mezi operátory.

V praxi jsou realizovány i jiné tvary – do "I", "L" – nebo hlavní linka s větvemi podmontáží, avšak nejvhodnější uspořádání výrobní linky, bývá do tvaru „U“ (Obr. 1).

Nejvýznamnějším omezením pro uspořádání operací v lince zůstává hlavně tvar a rozměry místa, které jsou k dispozici [4].

Obr. 1 Výrobní linka do tvaru U [5].

Velmi častým přístupem v této části rozvržení výrobní linky je možnost vytvoření 3D modelu jednotlivých pracovišť v měřítku 1:1, kde lze jednoduše ověřit nápady pomocí simulace výrobního procesu, identifikovat kolize během manipulace s díly, které nejsou při 2D modelech zřejmé. Výhodou vizualizace 3D návrhu je, že tento model lze ukázat všem lidem, kterých se bude změna týkat, a také zapojit celý tým do diskuse a do tvorby celého konceptu.

2.3.2 Umístění přípravků, nástrojů a materiálu na lince

Při detailním návrhu pracovišť je cílem umístit všechno potřebné v optimálních vzdálenostech (Obr. 2) a místech tak, aby bylo zajištěno efektivní průběh práce a eliminovalo se jakékoliv plýtvání.

Obr. 2 Optimální ergonomie pracovního stolu [6].

Zde se lze opřít o řadu údajů, na základě kterých se stanoví výška pracovního stolu, hraniční hodnoty pro minimální a maximální výšku a vzdálenosti materiálu, přípravků, ovládacích prvků a potřebné dokumentace.

Eliminace zbytečných nebo neefektivních pohybů je možné dosáhnout také zařízením, které samo uvolní hotový kus a umožní okamžité založení dalšího kusu do přípravku. Operátor provádí dvě činnosti najednou, například v průběhu pohybu pro materiál spouští stroj. Automatické odklonění vadného kusu z toku v lince. Upnutí nástrojů, které jsou na dosah a po použití se automaticky vrací do "čekací" polohy.

Významné nebezpečí plýtvání při navrhování výrobní buňky představuje zanedbání drobných víceprací, které nejsou v počátku vidět (například otevírání krabic s materiálem, vyhození igelitového pytle). Všechny tyto malé prvky, je pak nutné odstranit až po zavedení a rozjezdu výrobní linky [7].

2.3.3 Standardizace pracovního postupu

Správné rozmístění výrobní linky je důležitým prvkem pro tok materiálu, ale i pro práci operátorů, aby bylo při výrobě vše jasně vysvětleno a nedocházelo tak ke zmatkům při výrobě, je nutné definovat standardy pro každou výrobní operaci, nebo linku.

Standard práce je dokument, dále jen „pracovní návod“, s jasně popsanými úkoly a jejich výsledky, který umožňuje eliminaci variantnosti výrobních postupů, které jsou

jedním ze základních příčin neefektivní organizace práce. Nejčastější formou, kterou se při výrobních buňkách používá, je tzv. kombinovaný graf, kde jsou informace o:

 vybavení pracoviště

 standardní uspořádání pracoviště, uložení přípravků, nářadí

 vyznačení toku výrobku pracovištěm

 standardní rozpracovanost

 vyznačení úzkého místa

 popsaná a graficky zobrazená organizace práce

 požadovaný takt zákazníka

 spotřeba času pro provedení operace

 rozdělení operací mezi pracovníky

 vytížení pracovníků v rámci jednoho taktu [8]

2.3.4 Vizualizace a podlahový management

Pro zajištění očekávaných výstupů je potřeba vybavit linku nástroji pro efektivní řízení linky. Monitorování a vizualizace hodinových výstupů, které je podporováno funkčním podlahovým managementem, je jedním z ověřených nástrojů k dosažení tohoto cíle. Na této tabuli je pro každou hodinu výrobní směny zapsán očekávaný výstup hotových výrobků. Na konci každé hodiny je operátory zapisováno skutečný počet vyrobených kusů. V případě odchylky od plánu jsou zapsány důvody jejího vzniku, například počet a důvod vadných kusů, trvání a důvod prostojů. Na základě jasně stanovených prvků (Obr. 3) jsou operátoři schopni vyhodnotit závažnost odchylky a rozhodnout o nutnosti zastavení linky a zahájení eskalačního procesu okamžitého řešení problému.

Obr. 3 Prvky podlahového managementu [9].

Přínos těchto aktivit pro efektivitu linky je nesporný. Je sice spojený s jistou mírou činností, které přímo nepřidávají hodnotu výrobkům, ale zohledněním vhodného umístění tabule v layoutu linky můžeme výrazně eliminovat pohyby a potřebný čas pro její vyplnění. K zajištění rychlé reakce je možné linku vybavit majákem nebo zvukovou signalizací, která informuje odpovědné pracovníky o vzniku problému na lince a urychluje jejich reakci [8].

2.3.5 Analýzy MTM (Methods of time measurement)

Metoda měření lidské práce, která pracuje s předem stanovenými časy. Metoda pracuje především se základními pohyby: sáhnout, uchopit, přemístit.

Definice MTM je postup, který analyzuje manuální činnosti, nebo metody na základní pohyby a přiřazuje každému pohybu předdefinovanou časovou normu, která je závislá od druhu pohybu, ve kterých je pohyb prováděný [10].

MTM analyzuje a poskytuje informace o:

 omezení pohybů (pohyby, které omezují jiné pohyby)

 možných kombinací pohybů (kritické a nekritické cesty)

 identifikaci neefektivních nebo zbytečných pohybů

 zlepšování existujících metod na zvýšení výroby a snížení potřeby práce

 výběru efektivního zařízení

MTM je založen na logice, kdy každou manuální práci lze rozdělit na jednotlivé základní pohyby, ze kterých je možno později utvořit jakýkoliv pracovní postup. Pro jednotlivé základní pohyby jsou v tabulkách definovány časové hodnoty pro jejich délku trvání. Analýza, společně s pohybem a časem tak utváří souhrn pohybů a časů ve vzájemné vazbě. Použitím MTM lze přesně popsat pracovní postup a jeho podmínky, a také určit i jeho časové trvání.

Analýza lidské práce může být zpracována i dalšími vyššími metodami, které MTM využívá. Tyto vyšší metody byly vytvořeny na základě pohybů a jejich délky trvání.

a) MTM 1 – Základní metodika, která umožňuje podrobně analyzovat práci na základní pohyby a v délce trvání základních pohybů do 0,5 minuty.

b) MTM 2 – Vyšší metodika, která je schopna analyzovat komplex pohybů operací jako celek s délkou trvání vyšší než 1800 minut [10].

2.4 Zásady navrhování materiálového toku

Materiálový tok představuje řízený pohyb materiálu, informaci a finančních prostředků prováděný zpravidla pomocí dopravních a přepravních manipulačních, skladových, identifikačních a dalších technických prostředků a zařízení cílevědomě a hospodárně tak, aby materiál, informace a finance byly k dispozici na daném místě, v požadovaném čase, v potřebném množství a v požadované kvalitě.

Definice materiálového toku je: materiálový tok znamená organizovaný pohyb materiálu ve výrobním procesu, nebo oběhu. Je typický směrem, délkou, výkonem, frekvencí a strukturou [11].

Při plánování materiálového toku je potřebné znát vlastnosti materiálu, se kterým budeme manipulovat, jeho charakteristické vlastnosti, stav, tvar, množství a podmínky, za kterých je možno materiálem manipulovat. Proto se uvádí klasifikace materiálu, aby jej

bylo možno začlenit do manipulační skupiny s materiály stejných nebo podobných vlastností. Toto posouzení umožňuje přemísťovat materiály podobného zařízení stejným typem manipulačních prostředků.

Chce-li podnik obstát v tržním prostředí a dosáhnout maximálního zisku při minimalizaci nákladů, musí být jeho materiálový tok v provozu co nejefektivnější. Musí zajistit, aby se materiál dostal na potřebné místo co nejrychleji s minimálními náklady a co nejefektivněji, ať již jde o hmotný materiál, jako jsou: suroviny, polotovary, hotové výrobky, nebo jde o informace k zakázkám: objednávka, výkresová dokumentace, popis výrobku a jiné. Stejně jako finanční prostředky pro realizaci.

Důležitou zásadou během navrhování materiálového toku, je nutné správně rozvrhnout logistický proces tak, aby byl pro daný výrobek nejvhodnější.

 Nejkratší cesta, je tok materiálu, kde tok je veden nejkratší cestou k dalšímu procesu.

 Bez křížení, během návrhu materiálového toku je dobré se vyhnout křížícímu se toku a to hlavně z důvodu potenciální záměny výrobků

 Správně definovaný, během transportu výrobku je nutné mít přesně definovaný materiálový tok v pořadí takovém, aby celková cesta vedla postupně ke konečnému procesu správným směrem.

 Jeden směr, snaha o dodržení pouze jednoho směru během výroby

 Dostatečně široká cesta, tak aby nedocházelo během transportu výrobku ke zdržení z důvodu vyhýbání se překážkám, nebo natočení výrobku tak, aby výrobek projel nejužším místem

 Kontinuální, materiálový tok bez zastávek nastaven tak, aby byl stále v pohybu

2.5 Plýtvání ve výrobním procesu

Vyskytující se problém ve všech výrobních společnostech. Plýtvání zvyšuje náklady, vytváří zmatek při výrobě a především vytváří nevyváženost mezi operátory, kteří pracují u jednoho stroje, ale na různých pozicích. Ideální výrobní systém je bez jakéhokoliv plýtvání a bez nedefinovaných činností. Mezi hlavní pojmy vyskytující se v plýtvání je pojem přidaná a nepřidaná hodnota.

21 zákazník za tuto činnost není ochoten platit.

2.5.3 Nadvýroba

Pojem, který se v praxi velmi často vyskytuje. Výroba produktu, který v dané chvíli zákazník nepotřebuje. Nadvýroba představuje množství negativních vlivů, které vznikají především při velkosériové výrobě, kde je přebytek zaměstnanců, nelze dosáhnout krátké časy na seřízení strojů, nebo dochází k vytváření skladové plochy k nahrazení vadných dílů. Nadvýroba tak představuje plýtvání z důvodů zvyšování nároků na skladovací plochy, zvyšuje potřebu pracovníků a především váže finanční prostředky.

Tento druh plýtvání je však možné z výroby omezit použitím vhodného systému plánování výroby, dodržování standardů, použití metody pro rychlou změnu sortimentu a použitím účinné preventivní údržby. [12]

2.5.4 Čekání

Doba čekání pracovníka, nebo stroje, který v době čekání vytváří nepřidanou hodnotu. Nejčastěji se čekání projevuje čekáním na materiál, sledování stroje v době opravy, nebo jen čekání na přesné informace. Příčiny vzniku čekání tak mohou vzniknout díky špatné informovanosti mezi personálem, špatná organizace výroby, nízká kvalifikovanost pracovníků a také především vznik nestandardních situací.

Nepřidané hodnotě, která vzniká čekáním lze předejít zvyšováním samostatnosti pracovníků při řešení nestandardních situací, změnou dávkové výroby na „tok jednoho kusu“, zjednodušení informačních toků. [12]

2.5.5 Transport a manipulace

Pohyb objektu z jednoho místa na druhé, které není součástí pracovní operace. Tyto pohyby vznikají převážně u vícenásobného transportu mezi sklady a mezisklady, přesun palet pomocí manipulačních vozíků, dočasné uložení materiálu v meziprostoru, přebalování výrobků, nebo ukládání dílů do přepravek. Všechny tyto formy plýtvání

mohou být zapříčiněny dávkovou výrobou, špatně přizpůsobeného technologickému layoutu pro danou výrobu, špatná informovanost a chaotické plánování výroby.

Zbytečnému transportu a manipulaci, je možné zamezit pomocí toku jednoho kusu materiálu, zrušení meziskladů, vytvořením optimálních balení a polotovarů od dodavatele a správným zpracováním technologického layoutu ve výrobě. [12]

2.5.6 Neefektivní práce

Práce, která přináší danému výrobku přidanou hodnotu, ale lze tuto práci provádět rychleji, jednodušeji a chytřeji. Neefektivnost může představovat montáž dvou komponentů na daný díl, tak, že daný díl je složitě montován šroubky, přitom může být spojen například nacvaknutím daných komponentů za stejných pevnostních podmínek.

Neefektivní práci je možné omezit standardizací postupů, správnou vizualizací montovaného dílu a především dodržováním pořádku a disciplíny. [12]

2.5.7 Zásoby

Skladové zásoby ve skladech, které nejsou v danou chvíli potřeba. Druh plýtvání, které, vznikají ve velkých společnostech s větší variabilitou vyráběných komponentů.

Nepotřebné zásoby tak zabírají velké skladové plochy, zatěžují personál z důvodu obsazenosti pozic a v některých případech dochází až k expiraci materiálu.

Všechny tyto nedostatky, je tak možné zamezit správnou informovaností o stavu výroby a včasných informačních tocích požadavků od zákazníka, nevracet rozpracované balení zpět do skladu a efektivní plánování výroby. [12]

2.5.8 Zbytečné pohyby

Všechny pohyby, které nijak nezdokonalují výrobek a nepřidávají mu potřebnou přidanou hodnotu. Zbytečné pohyby spotřebovávají čas a energii vykonavatele. Příčiny vzniku zbytečných pohybů je vytváření rozpracovanosti, špatné uspořádání pracoviště, nedodržování standardů a neznalost procesu. [12]

Optimalizací pracoviště, uspořádáním strojů, přípravků a prováděním pouze činností přidávající hodnotu lze všechny tyto nežádoucí zbytečné pohyby eliminovat.

23 2.5.9 Vady

Výroba špatných dílů, nebo špatně provedené opravy, které mají za následek vytváření vadných dílů. Častou příčinou vzniku vadných dílů v procesu je nedodržování kontrol vstupních materiálů, nedodržování preventivních údržeb strojů, únava používaných komponentů nebo na rychle provedené opravy strojů.

Z výroby nelze úplně odstranit vady, ale je možno je snížit pomocí vhodně naplánovaných preventivních údržeb strojů, použitím správných komponentů předepsaných dodavateli strojů, dodržováním standardů a správným informačním tokem mezi pracovníky. [12]

3. AUTOMATIZACE

Automatizace (Obr. 4) označuje použití samočinných řídicích systémů k řízení technologických zařízení a procesů. Z pohledu industrializace jde o krok následující po mechanizaci. Zatímco mechanizace poskytuje lidem k práci zařízení, které jim usnadňuje práci, automatizace snižuje potřebu přítomnosti člověka při vykonávání určité činnosti.

[13]

Obr. 4 Automatizace a její vliv na okolí [14]

Při splnění ideálního předpokladu tzv. komplexní automatizace je teoreticky možné dojít až k vyřazení člověka z příslušného výrobního procesu. V praxi se jeví tato možnost jako neuskutečnitelná.

Moderní pojetí výrobní automatizace staví člověka a automatizační techniku do role partnerů: automatizační technika pomáhá lidem udržovat technologické procesy efektivní a bezpečné.

3.1 Rozdělení automatizace

Automatizaci lze rozdělit do několika skupin dle složitosti:

 Komplexní automatizace: plně mechanizovaný proces, který je zcela automaticky řízen a člověk přebírá funkce strategického řízení.

 Částečná automatizace: automatizace, kdy jsou automatizovány jen vybrané procesy a funkce, přičemž ostatní části procesu zůstávají neautomatizovány)

 Automatizace výrobních procesů: předmětem tohoto druhu automatizace jsou hlavní a obslužné procesy v různých druzích výrob. Tedy automatizace v dolech hutích, strojírenských a elektrotechnických provozech, potravinářském průmyslu, elektrárnách, velkoskladech, na železnici a na letištích.



Automatizace nevýrobních procesů: předmětem tohoto druhu automatizace jsou procesy veřejných služeb, peněžní ústavy, veřejná obchodní síť, zdravotnictví, informační služby, ale také i s obranou šíření zpráv telekomunikační technikou a masovými mediálními prostředky. [15]

3.2 Automatizace vynucená

Jedná se o automatizaci, u které náhrada lidské práce je vyžadována určitými skutečnostmi:

 Nutnost vyřadit člověka z procesu, jelikož v jeho bezprostřední přítomnosti se nachází nebezpečí, které by mohlo člověka smrtelné zasáhnout. Ve většině případů se jedná o vysoce radioaktivní materiály, práce ve velkých hloubkách, práce za extrémně vysokých teplot a práce spojené s mícháním chemikálií.

 Procesy u kterých je lidskou rukou způsoben určitý rozsah chyb, které představují velké riziko pro ostatní procesy a pro lidské životy. Jedná se o procesy jako automatická navigace letadel v mlze při přistávacích manévrech, různá zabezpečovací zařízení, kdy by při přehlídnutí určité situace mohlo způsobit havárii.

 Procesy u kterých delší působností v pracovním prostoru dochází ke zdravotním problémům, nebo způsobuje fyzickou únavu, nebo proces působí nepříjemně (vlhkost, hluk, prach).

 Vyřazení člověka z procesu, protože člověk není schopen vykonávat potřebnou činnost z hlediska rychlosti, přesnosti a rozsahu nebo jiných příčin. Řízení průběhu řetězové reakce v jaderném reaktoru musí být automatizováno, protože člověk není schopen řídit bezpečně jejich průběh.

 Vyřazení člověka z procesu, protože automatické řízení vykoná požadované vyšší úkony s vyšší jakostí než člověk. Robot vede stříkací pistoli

rovnoměrnou rychlostí po složité dráze v prostoru tak dobře, že se na povrchu karoserie vytvoří stejnoměrná vrstva.

 Nutnost použití automatizace protože není nebo nemůže být přítomen člověk, který by mohl požadované činnosti vykonávat. Řízení kosmické sondy, automatické signalizační bóje. [15]

3.3 Automatizace založená na ekonomických hlediscích tržního hospodářství.

Použití automatického řízení představuje snížení výrobních nákladů ve srovnání s neautomatizovanou výrobou, zejména jedná-li se o úsporu přímých mzdových nákladů operátora ve výrobě a také úspory materiálu.

Snížení režijních nákladů na skladovací prostory výrobní plochy, na opotřebování strojů, na spotřebu různých energií, úspory nákladů na administrativu.

Zvýšení produktivity práce a objemu výroby, takže za určenou časovou jednotku dokážeme vyrobit větší množství výrobků ve srovnání s neautomatizovanou výrobou.

Automatizace umožňuje pružně reagovat na individuální přání zákazníka, který je tak snadněji získán firmou pro koupi výrobku a také získává firmě určitou konkurenční výhodu ve formě rychlého přístupu informací o stavu výroby a především automatizace umožňuje realizovat výrobky s nadstandardní jakostí, kterou firma může promítnout do ceny při prodeji. [15]

3.4 Automatizace všeobecná

Automatizace bývá často používána z prestižních důvodů, kdy firma nebo instituce chce dokumentovat svoje schopnosti jak výrobky vyrábět lépe.

Zvyšování pohodlí člověka. Automatické otevírání garážových vrat, dálkové ovládání topení, spotřebičů. Automatické řízení závlahy dle aktuálních povětrnostních podmínek.

Automatizace umožňuje vyhodnocovat a dodávat člověku řadu užitečných informací, které člověk může použít pro svou potřebu, např.: indikace hodnot běhu motoru v automobilu nebo automatická indikace obsazených parkovišť. [15]

27 3.5 Přínosy automatizace

Automatizace přináší podstatné zvýšení jakosti, zákazníci jsou ochotni platit raději vyšší cenu za kvalitní výrobek, než nižší cenu za zboží s nižší jakostí. Některé výrobky, pokud nedosahují předepsané standardní kvality podle předepsané normy, jsou již dnes neprodejné. Automatizace umožňuje zavedení rozsáhlé operační a mezioperační kontroly bez nárůstu kontrolních pracovníků. Odstranění lidských zásahů do výrobního procesu zvyšuje jeho kvalitu i spolehlivost a zvyšuje jeho přesnost. Automatizace ve většině případů umožňuje zavést jakost podle norem řady ISO 9000. [15]

Hlavní přínosy automatizace:

 Zvýšení stability procesu

 Udržení vysoké produkce

 Snížení výrobních nákladů

 Lepší organizace procesu

 Úspora materiálu

 Odstranění drahé lidské práce

 Snížení přímých mzdových nákladů snížením počtu nebo odstraněním pracovníků.

 Snížení nákladů na nekvalitní výrobu

4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“

Zařízení pro ponorné fluxování bylo navrženo přímo za účelem redukce finančních nákladů pro nanášení fluxovací směsi na vyráběné hliníkové sběrné trubky. V minulých letech, bylo nanášení fluxovací směsi na hliníkové díly za pomoci trysek ve speciálně vyrobených automatických stříkacích boxech. Použití trysek přinášelo dlouhou dobu značné problémy jak v údržbě stříkacích trysek, tak v jakosti nanášené vrstvy. Postupem času docházelo k většímu navyšování nákladů na údržbu fluxovacích trysek. Toto navyšování nákladů již začalo přesahovat určité stanovené meze a bylo nutné

In document 4. PONORNÉ FLUXOVÁNÍ „DIP FLUXER“ (Page 15-0)